[实用新型]一种基于第二类吸收式热泵的CO2捕集系统

说明书

技术领域

本实用新型的核心是提出了一种基于第二类吸收式热泵的CO₂捕集系统，主要用于降低化学吸收法CO₂捕集系统的能量消耗。

背景技术

图1为采用化学吸收法进行电厂烟气CO₂的捕集系统图，其主要工作流程为：电厂脱硫后的烟道气1调节流量后由引风机送入吸收塔2，其中一部分CO₂被吸收剂吸收，尾气3由塔顶排入大气。吸收CO₂后的富液4由吸收塔底经富液泵送入贫富液换热器5，回收热量后的CO₂富液6送入再生塔7进行解吸。在再生塔7解吸出的CO₂气体14连同水蒸气经冷却器15冷却并分离除去水分后，得到纯度99.5%以上的产品CO₂气16，再送入CO₂压缩机增压、制冷液化，最终储存并装车外输。冷却分离出的冷凝液17再返回再生塔中。

从再生塔7出来的贫液11，在贫富液换热器5放热冷却至12，进入贫液冷却器13，进一步被冷却降温后进入吸收塔。从贫富液换热器5出来的富液6从再生塔7上部进入，通过汽提解吸部分CO₂，然后进入溶液煮沸器8，使其中的CO₂进一步解吸。水蒸汽9进入煮沸器8中加热CO₂富液使CO₂进一步解吸，水蒸汽放热后凝结为冷凝水10，这样周而复始，煮沸器中8不断投入能量，再生塔7中不断解析出CO₂再生气。

这一系统的能量能耗很大，主要是水蒸汽耗量很大。同时该系统的能量是过剩的，但由于其品位低而不能得到利用。例如，离开再生塔的再生气14的温度很高（略低于再生塔中的解吸温度），在冷却器15放出的热量直接作为废热排弃。

因此，在现有电厂烟气CO₂捕集系统中，一方面要消耗大量的水蒸气，造成捕集系统的能耗很大。另一方面，再生气冷却器15放出的热量也没有回收利用，这样的能量利用系统不利于系统能耗的降低。本实用新型旨在借助第二类吸收式热泵，回收离开再生塔的再生气的热量，使进再生塔前的富液进一步得到加热，降低富液在再生塔中吸收的热量，以降低系统能耗。

实用新型内容

为有效利用再生气的热量，降低系统能耗，本实用新型提出的系统改进是：增加一台第二类吸收式热泵18，将离开再生塔的再生气14引入到第二类吸收式热泵18的蒸发器和发生器中，再生气在蒸发器和发生器19中放出热量，降温后的再生气22进入再生气冷却器15；富液6先进入到热泵的吸收器21中，被吸收器中的溴化锂溶液加热后温度升高，升温后的富液25再进入到再生塔中。冷却水23进入热泵的冷凝器20，吸收热量后，温度升高后的冷却水24离开冷凝器。

一种基于第二类吸收式热泵的CO₂捕集系统，该系统包括吸收塔2，贫富液换热器5，再生塔7，溶液煮沸器8，再生气冷却器15，其特征在于还包括第二类吸收式热泵18；第二类吸收式热泵18包括蒸发器19，发生器20，冷凝器21和吸收器；其中蒸发器19一端与再生塔7连接，蒸发器19另一端与发生器20连接，发生器20通过管道与再生气冷却器15连接；

或者蒸发器19一端与再生塔7连接，蒸发器19另一端通过管道与再生气冷却器15连接；发生器的一端与再生塔7连接，发生器20的另一端通过管道与再生气冷却器15连接；

冷凝器21与外部冷却水管路连接，形成冷却水回路；吸收器22一端与贫富液换热器6连接，另一端与再生塔7连接。

即再生气进入蒸发器19和发生器20的形式不限，可以是串联进入（全部再生气先进入蒸发器19，再进入发生器20），也可以是并联进入（一部分再生气进入蒸发器19，另一部分再生气进入发生器20）。

本实用新型将离开再生塔的再生气14引入到蒸发器19和发生器20中，再生气在其中放出热量，降温后的再生气23进入再生气冷却器15；将富液6引入到热泵的吸收器22中，被吸收器中的溴化锂溶液加热后温度升高，升温后的富液26再进入到再生塔中。该系统回收利用了CO₂捕集系统中再生气放出的大量热量，从而明显地降低了系统的能耗。

本实用新型具有下列主要技术优点：

1.再生气的热量得到回收利用，减少了水蒸汽的消耗量。采用第二类吸收式热泵，使温度较低的再生气的热能得到回收利用，使富液温度进再生塔前进一步升高，减少水蒸汽9的消耗量。